【期末满分备考】2022-2023学年人教版化学九年级上册-专题四《空气》期末考点专题

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专题四  空气【知识归纳】一、空气成分的研究史法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。二、空气中氧气成分的测定（利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积）。1.实验步骤：(1)连接装置，检查装置的气密性；(2)在集气瓶内加入少量水后,把集气瓶剩余容积五等分；(3)用弹簧夹夹紧乳胶管；(4)点燃红磷后,立即伸人集气瓶内并把胶塞塞紧；(5)燃烧结束冷却后,打开弹簧夹。2.实验现象：①红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，产生白烟。②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶内空气体积的1/5。3.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。4.反应原理：4P + 5O2 = 2P2O55.实验不成功的原因：小于1/5的原因：（1）红磷不足量；（2）装置漏气；（3）未等冷却就打开了弹簧夹。大于1/5的原因：（1）点燃燃烧匙内的红磷后，伸入集气瓶中太慢；（2）弹簧夹没有夹紧胶皮管儿。【点拨】：（1）测定空气中氧气含量，用木炭，硫、铁丝或镁带代替红磷行不行？为什么？应该选用什么样的药品来代替红磷？答：都不可以。木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳，硫燃烧消耗氧气生成二氧化硫，所以导致集气瓶内的气体体积基本不变，气压不会减小。铁丝也不行，因为铁丝在空气中不能燃烧。镁不但跟氧气反应而且还跟氮气等反应，结果测得的不只是空气中氧气的体积。会远远大于氧气的体积。选择药品的要求: ①在空气中能燃烧且只于氧气反应②该药品燃烧后生成物为固态或液态。（2）实验中得出氮气的哪些性质？答：①氮气既不能燃烧，也不能够支持燃烧。②氮气不易溶于水。（3）红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹实验现象是什么？为什么会出现这种现象？答：水由烧杯流入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1/5。红磷燃烧消耗氧气，气体减少，压强变小，小于外界大气压，所以水会有烧杯流入集气瓶。（4）集气瓶底部为什么放水？能否用细沙代替？答：吸收五氧化二磷防止污染空气。不可以。（5）红磷必须足量的原因是什么？答：充分消耗空气中的氧气。6.实验装置改进：将红磷换成白磷，通过光、热使其在密闭的环境中燃烧，既减少对空气的污染又保证实验的成功。三、空气的主要成分（主要成分为氮气和氧气，属于混合物）。按体积分数：氮气（N2）78%；氧气（O2）21%（氮气比氧气约为4：1）；稀有气体0.94%；二氧化碳（CO2）0.03%；其它气体和杂质0.03%。空气成分口诀: 氮七八氧二一，零点九四是稀气；零点零三有两个，二氧化碳和杂气。四、气体的用途1.氮气：性质：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。用途：①化学性质不活泼:可作保护气，用于食品防腐，灯泡填充气等。②医疗上可在液氮冷东麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。③可用于制造硝酸和氮肥。2.稀有气体：性质：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。用途：①化学性质很不活泼，作保护气。②通电可发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源。③氦可制造低温环境；用于探空气球。五、空气的污染及防治1.空气污染：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。形成温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）等环境问题。2.空气的污染及防治污染来源防治措施化石燃料的燃烧(烟气粉尘、二氧化氮、二氧化硫等)。使用清洁能源、改变能源结构、大力推广脱硫煤等。工业废气(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸人颗粒物等)。工业废气经处理达标后排放等,减少有害物质的排放。植被破坏引起的沙尘。积极植树造林、种草等， 提高空气的自净能力。露天焚烧秸秆和垃圾。秸秆还田,垃圾分类处理。3.目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。污染指数越大空气质量越差。【专题突破】基础性习题：1.在生产和科学研究中，需要用到一些保护气，当焊接金属时，为了隔绝空气，能作为保护气的一组是(       )A.氢气、氨气B.氮气、氧气C.二氧化碳、氧气D.氮气、氩气【解析】第一步→确定保护气满足的条件。焊接金属时，在高溫下金属能够与空气中的氧气发生化学反应，所以要隔绝空气，用作保护气的气体必须满足的条件是本身化学性质稳定，既不燃烧也不与金属发生反应。第二步→分析选项中物质。氢气与02反应,02参与反应,二氧化碳、氮气、氢气化学性质稳定且不参与反应。【答案】D2.大山深处空气清新，空气中氮气的体积分数约为（　  　）A．78%     B．21%      C．11%    D．58%【解析】空气的成分是比较固定的，空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%．大山深处空气清新，空气中氮气的体积分数也为78%。【答案】A3.使用下列交通工具出行，环境污染最大的是（　  　）A．氢能源车    B．共享单车     C．电动汽车    D．柴油汽车【解析】A.氢气燃烧生成的水，生成物无污染；B.共享单车采用人力，节约能源，无污染；C.电能是二次能源，使用时不会产生污染；D.柴油是从石油中分离出来的，燃烧会产生一氧化碳、可吸入颗粒物等污染物，会污染环境。【答案】D4.近地面的臭氧是由于氮氧化物等在阳光照射下发生光化学反应产生的。下列说法错误的是（      ）A．臭氧与氧气的化学性质不同          B．臭氧是空气质量指数的污染物之一C．汽车尾气大量排放会导致臭氧污染    D．佩戴口罩能有效阻挡臭氧的吸入【解析】A.臭氧是由臭氧分子构成的，氧气是由氧分子构成的，构成它们的分子不同，故化学性质不同，正确；B.目前计入空气污染指数的项目有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物和臭氧，正确；C.汽车尾气排放物产生的化学反应会导致进地的臭氧造成污染，正确；D.口罩只能阻挡可吸入颗粒物，不能有效阻挡臭氧的吸入，错误。【答案】D5.打造“成渝第二城”，共创美好生态南充。下列做法有利于环境保护的是（     ）A．焚烧落叶，减少垃圾的运输量    B．使用一些新型的、可降解的塑料，减少“白色污染”C．加高烟囱，减少二氧化硫对环境的污染  D．大量使用农药和化肥，增加农作物产量【解析】   A．焚烧落叶，会产生大量有害气体和烟尘，会污染空气；B．使用一些新型的、可降解的塑料，减少“白色污染”，有利于保护环境；C．加高烟囱，不能减少污染物的排放，不能减少二氧化硫对环境的污染，甚至会导致污染范围增大；D．大量使用农药和化肥，会导致水和土壤被污染；【答案】B6.没有空气就没有生命。下列有关空气的说法错误的是（     ）A．植物光合作用需要氮气 B．人体呼吸作用需要氧气C．二氧化碳属于温室气体 D．稀有气体化学性质稳定【解析】A.植物光合作用时吸收二氧化碳和水，释放出氧气，该过程没有氮气参与，故A错误；B.氧气能够支持呼吸，所以人体呼吸作用需要氧气，故B正确；C.二氧化碳增多能够加剧温室效应，所以二氧化碳属于温室气体，故C正确；D.稀有气体不易和别的物质发生反应，其化学性质稳定，故D正确；【答案】A7.下列有关空气的说法错误的是（     ）A．氮气是制造氮肥的重要原料 B．氧气约占空气体积的21%C．空气中稀有气体所占比例虽小但用途广泛 D．空气污染不会造成臭氧层空洞【解析】A.氮气是制造氮肥的重要原料，故选项说法正确；B.氧气约占空气体积的21%，故选项说法正确；C.空气中稀有气体所占比例虽小但用途广泛，故选项说法正确；D.臭氧层空洞主要是应为冰箱等冷藏装置使用了氟化物作为制冷剂，氟化物会与臭氧反应，使它分解为氧气，会造成臭氧层空洞，故选项说法错误。【答案】D8.用下图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（     ）A．集气瓶中产生大量白烟 B．红磷燃烧一段时间后熄灭C．烧杯中的水倒吸进入集气瓶 D．集气瓶中水面最终上升至1处【解析】红磷燃烧集气瓶中产生大量白烟，红磷燃烧一段时间后熄灭，待冷却到室温后，烧杯中的水倒吸进入集气瓶，集气瓶中水面最终上升至1处，说明空气中氧气体积约占五分之一，能表明O2含量的是，集气瓶中水面最终上升至1处。【答案】D拓展性习题：1.下列不属于空气污染物的是（      ）A．CO2      B．NO2      C．SO2       D．PM2.5【解析】根据空气中的主要污染物有有害气体和粉尘，有害气体包括二氧化硫、一氧化碳、和二氧化氮等进行解答。NO2、SO2、二氧化硫、PM2.5（空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物）都是主要的空气污染物，能造成空气污染。二氧化碳大量排放能够造成温室效应，但还不是被列入空气监测的气体，不属于空气污染气体。【答案】A2.2021年12月9日，航天员崔忠刚、王亚平、叶光富在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为（     ）A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%【解析】空气中氧气体积约为21%，“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，故“人造空气”中氧气含量仍然占21%。【答案】B3.食品包装袋内常放有内装铁粉和生石灰的小包。下列空气成分一定不能与它们反应的是（     ）A．N2 B．O2 C．H2O D．CO2【解析】应仔细审题，是选择不能与“装铁粉和生石灰的小包”反应的物质，而不是不能与铁粉和生石灰反应的物质。A.氮气不与铁粉和生石灰反应，故选项符合题意；B.铁粉会和氧气发生反应，故选项不符合题意；C.生石灰会和水发生反应，故选项不符合题意；D.生石灰会吸收包装袋中的水生成氢氧化钙，氢氧化钙能与二氧化碳反应，故选项不符合题意。【答案】A4.下列关于空气的说法错误的是（   ）A．空气是一种混合物B．空气是一种宝贵的资源C．稀有气体化学性质很不活泼，不与任何物质发生化学反应D．空气中氧气的体积分数约为21%【解析】A.空气是氮气、氧气、二氧化碳等气体组成的混合物，故选项说法正确；B.空气能供给呼吸，能维持生态平衡，作用众多是宝贵的资源，故选项说法正确；C.稀有气体化学性质很不活泼，一定条件下可以与其他物质发生化学反应，故选项说法错误；D.根据实验得出空气中氧气的体积分数约为21%，故选项说法正确；【答案】C5.我国“天问一号”探测器成功着陆火星，发现火星表面被赤铁矿覆盖，平均温度约为-56℃，火星大气中含有CO2（体积分数为95.3%）、O2、H2O等物质，下列说法正确的是（       ）A．火星上白磷无法自燃 B．火星上缺少金属资源C．火星大气组成与空气相似 D．火星地表不存在固态水【解析】A.火星平均温度约为-56℃，低于白磷着火点，火星上白磷无法自燃，选项A正确；B.火星表被赤铁矿覆盖，不缺少金属资源，选项B错误；C.空气中氮气体积分数78%，氧气体积分数21%，火星大气中含有CO2（体积分数为95.3%），火星大气组成与空气不相似，选项C错误；D.火星平均温度约为-56℃，大气中又含有水蒸气，故火星地表存在固态水，选项D错误。【答案】A6.有关空气说法正确的是（       ）A．空气成分主要有N2、O2、稀有气体 B．大气污染物主要有SO2、NO2、CO2C．氮气用于磁悬浮列车 D．常温下，氧气能与碳发生反【解析】A.空气的成分主要是氮气和氧气，稀有气体的含量很少，不符合题意；B.二氧化硫、二氧化氮能导致酸雨，属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；C.氮气可用于磁悬浮列车，因为液氮的低温，符合题意；D.常温下，碳与氧气不反应，在点燃的条件下可以反应，不符合题意。【答案】C7.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（     )A．O2、P2O5 B．P、P2O5 C．O2、P D．N2、P2O5【解析】磷燃烧消耗了氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；燃烧过程中氮气不参与反应，故实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是氧气、五氧化二磷。【答案】A8.化学兴趣小组设计如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（    ）A．试管中的细沙可防止试管炸裂B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同C．若实验测得氧气的体积分数偏低可能是试管中白磷的量不足D．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20%【解析】A.白磷燃烧产生大量白磷，放出热量，试管中的细沙防止高温生成物使试管炸裂，说法正确；B.胶头滴管中的水与烧杯中的生石灰反应放出热量，引燃白磷；注射器中的水测量消耗氧气的体积，注射器中的水流入试管的体积等于试管中消耗氧气的体积，二者作用不相同，说法错误；C.白磷的量不足，试管中的氧气不能反应完全，此时流入试管中水的体积偏小，使测得氧气体积分数偏低，说法正确；D.注射器中的水最终减少了10mL，即试管中被消耗氧气的体积为10mL，空气中氧气的体积分数=，说法正确；【答案】B